GIÁO TRÌNH hệ thống nhiên liệu diesel

Trong suốt quãng thời gian thăng trầm, công nghệ động cơ Diesel liên tục có những bước cải tiến lớn. Đến nay, tiếng ồn của động cơ đã giảm nhờ hệ thống cách âm và hệ thống phun nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử điều khiển quá trình đốt nhiên liệu tốt hơn, khí thải giảm xuống và thời gian khởi động nhanh gần bằng động cơ xăng. Với mong muốn đó giáo trình được biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm 3 bài: Bài 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel Bài 2: Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí Bài 3: Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail Kiến thức trong giáo trình được biên soạn theo chương trình của Trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội, sắp xếp lôgic từ nhệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel đến cách phân tích các hư hỏng, phương pháp kiểm tra và trình tự thực hành bảo dưỡng, sửa chữa do đó người học có thể hiểu một cách dễ dàng. Xin chân thành cảm ơn Trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội, khoa Động lực cũng như sự giúp đỡ quý báu của đồng nghiệp đã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn khống tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp của người đọc để lần xuất bản sau giáo trình được hoàn thiện hơn. Liên hệ: www.caodangotohanoi.edu.vn

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN HÀ NỘI

GIÁO TRÌNH

HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL

MÔN HỌC/MÔ ĐUN: 30 NGÀNH/NGHỀ: Công nghệ ô tô TRÌNH ĐỘ: Cao đẳng

(Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày…….tháng….năm

của Trường Cao đẳng Cơ điện Hà Nội)

Hà Nội, năm 2020

1

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

2

LỜI GIỚI THIỆU

Trong suốt quãng thời gian thăng trầm, công nghệ động cơ Diesel liên tục có những bước cải tiến lớn Đến nay, tiếng ồn của động cơ đã giảm nhờ hệ thống cách âm và hệ thống phun nhiên liệu Diesel điều khiển điện tử điều khiển quá trình đốt nhiên liệu tốt hơn, khí thải giảm xuống và thời gian khởi động nhanh gần bằng động cơ xăng Với mong muốn đó giáo trình được biên soạn, nội dung giáo trình bao gồm 3 bài:

Bài 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ Diesel

Bài 2: Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí Bài 3: Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail

Kiến thức trong giáo trình được biên soạn theo chương trình của Trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội, sắp xếp lôgic từ nhệm vụ, cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel đến cách phân tích các hư hỏng, phương pháp kiểm tra và trình tự thực hành bảo dưỡng, sửa chữa do đó người học có thể hiểu một cách dễ dàng

Xin chân thành cảm ơn Trường Cao Đẳng Cơ Điện Hà Nội, khoa Động lực cũng như sự giúp đỡ quý báu của đồng nghiệp đã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này

Mặc dù đã rất cố gắng nhưng chắc chắn khống tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp của người đọc để lần xuất bản sau giáo trình được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2020

Tham gia biên soạn Chủ biên:

1 Đào Ngọc Hoàng

2 Hoàng Minh Kha

3

MỤC LỤC

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1

LỜI GIỚI THIỆU 2

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN 4

Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU 9

ĐỘNG CƠ DIESEL 9

Bài 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG 14

BƠM CAO ÁP CƠ KHÍ 14

Bài 3: HỆ THỐNG PHUN DẦU ĐIỆN TỬ COMMON RAIL 41

4

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN

Mô đun: Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

Mã mô đun: 30

Vị trí, tính chất của mô đun:

- Vị trí: Là mô đun kỹ thuật trong chương trình đào tạo nghề Công nghệ ô tô

Mô đun có thể bố trí học song song với các môn học chung

- Tính chất: Là mô đun chuyên ngành công nghệ ô tô, trang bị cho người học kiến thức, kỹ năng về Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

Mục tiêu mô đun:

Mô tả được cấu tạo và giải thích được nguyên lý làm việc của hệ thống phun dầu điện tử Common Rail

Mô tả được cấu tạo và nguyên lý làm việc của ECU, bơm cao áp điện

tử, vòi phun dầu điện tử và các cảm biến trong hệ thống phun dầu điện tử Common Rail

Phân tích được những hiện tượng, nguyên nhân hư hỏng trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel cơ khí và hệ thống phun dầu điện tử Common Rail

Mô tả được các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa những hư hỏng của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel cơ khí và hệ thống phun dầu điện

Có ý thức tự học, tự chu n bị bài theo yêu cầu của giáo viên

Nội dung của môn học/mô đun:

1 Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập

Kiểm tra

1 Bài 1: Tổng quan về hệ thống cung

cấp nhiên liệu động cơ Diesel

1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại hệ

thống nhiên liệu động cơ Diesel

1.1 Nhiệm vụ

1.2 Yêu cầu

1.3 Phân loại

0,5 0,5

2 Khái quát về nhiên liệu Diesel

2.1 Nguồn gốc của Diesel

2.2 Tính chất cơ bản của dầu

Diesel

0,5 0,5

3 Hỗn hợp công tác của động cơ

Diesel

3.1 Khái niệm hỗn hợp công tác

của động cơ Diesel

3.2 Sự hình thành hỗn hợp trong

động cơ Diesel

4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

của hệ thống nhiên liệu động cơ

Diesel

4.1 Hệ thống nhiên liệu động cơ

Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí

4.2 Hệ thống phun dầu điện tử

6

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập

Kiểm tra

4.3 Nhận dạng các hệ thống nhiên

liệu động cơ Diesel

2 Bài 2: Hệ thống nhiên liệu động cơ

Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí

1.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

của một phân bơm

2

1.3 Các phương pháp điều chỉnh

lượng phun nhiên liệu

1.5 Cơ cấu tự động điều chỉnh góc

phun sớm nhiên liệu

2.4 Cơ cấu tự động điều chỉnh góc

phun sớm nhiên liệu

1,5

2 1,5

3

3 4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

4.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

7

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập

Kiểm tra

4.3 Kiểm tra, sửa chữa

1.3.Cấu tạo và nguyên lý làm việc

của hệ thống phun dầu điện tử

1.4 Nhận dạng các chi tiết của hệ

thống phun dầu điện tử

2.9 Van điều khiển hút

2.10 Cảm biến áp suất ống phân

8

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, tham luận, bài tập

Kiểm tra

3 Bộ điều khiển điện tử ECU

5.1 Nhiệm vụ, phân loại

5.2 Sơ đồ cấu tạo, nguyên lý làm

2

1

0,5 0,5

9

Bài 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU

ĐỘNG CƠ DIESEL Mục tiêu:

- Giải thích được nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại của hệ thống nhiên liệu Diesel

- Mô tả được cấu tạo và giải thích nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel

- Trình bày được các khái niệm về nhiên liệu Diesel và hỗn hợp công tác của động

cơ Diesel

- Tích cực, chủ động trong các giờ hoc

- Biết chia sẻ thông tin, tham gia nhiệt tình các hoạt động theo nhóm

- Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô

- Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tác phong công nghiệp trong công việc

- Có ý thức tự học, tự chu n bị bài theo yêu cầu của giáo viên

1.2 Yêu cầu

- Dầu Diezen cung cấp cho động cơ phải sạch

- Thời điểm bắt đầu phun phải chính xác, thời điểm kết thúc phải dứt khoát không bị nhỏ giọt

- Lượng cung cấp nhiên liệu phải đồng đều giữa các xi lanh của động cơ

- Áp suất phun phải đảm bảo để nhiên liệu phun ra dưới dạng sương mù

- Lượng cung cấp nhiên liệu phải phù hợp với mọi chế độ làm việc của động

cơ

1.3 Phân loại

- Theo cơ cấu điều khiển thời điểm và lượng CC nhiên liệu:

HTCCNL kiểu cơ khí;

HTCCNL điều khiển điện tử;

- Theo phương pháp phân phối nhiên liệu cho các xylanh:

Bơm dãy: gồm nhiều phân bơm, mỗi phân bơm CC nhiên liệu cho 1 xylanh; bơm nhánh có thể là bơm rời hoặc cụm bơm

Bơm phân phối (bơm chia): một phân bơm đảm bảo cung cấp nhiờn liệu cho nhiều xi lanh

- Theo quan hệ lắp đặt giữa BCA và vòi phun:

10

Bơm cao áp - đường ống - vòi phun : đường ống cao áp nối các phân bơm với vòi phun có chiều dài như nhau

Bơm cao áp vòi phun kết hợp

2 Khái quát về nhiên liệu Diesel

2.1 Nguồn gốc của Diesel

- Dầu Diesel, còn gọi là dầu gazole, là một loại nhiên liệu lỏng, sản ph m tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm giữa dầu hỏa (kesosene) và dầu bôi trơn công nghiệp (lubricating oil) Chúng thường có nhiệt độ bốc hơi từ

175 đến 370 độ C Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ bốc hơi 315 đến 425 độ C

- Dầu Diesel được đặt tên theo nhà sáng chế Rudolf Diesel, và có thể được dùng trong loại động cơ đốt trong mang cùng tên, động cơ Diesel

2.2 Tính chất cơ bản của Diesel

a Khái niệm chung

- Dầu Diesel cũng có nguồn gốc từ dầu mỏ, cũng có gốc là CxHy Dầu Diesel

có 2 loại thông dụng, đó là dầu D.O (Diesel Oil) và dầu F.O (Fuel Oil)

- Dầu F.O: có độ nhớt cao (đặc), được chưng cất lấy ra từ nhiệt độ cao (350°C) Dầu F.O dùng để những động cơ có số vòng quay thấp như: máy phát điện, tàu thuỷ, các nhà máy nhiệt điện

- Dầu D.O: còn gọi là dầu gasoil, loãng hơn dầu F.O, được lấy ra từ nhiệt độ khoảng 250° ÷ 400°C Hầu hết các xe ôtô máy dầu đều sử dụng dầu D.O để hoạt động

b Các đặc tính

Cũng như xăng, dầu D.O cũng yêu cầu có các đặc tính sau:

- Tính bốc hơi và tự bốc cháy thích hợp với tỉ số nén và khí hậu mà động cơ

đó đang hoạt động

- Không lẫn tạp chất gây mài mòn, ăn mòn hoá học

* Tính bay hơi của nhiên liệu

- Nhiên liệu phun vào buồng cháy động cơ Diesel được bốc cháy sau khi hình thành hoà khí

- Trong thời gian cháy trễ (tính từ lúc phun nhiên liệu vào buồng cháy tới lúc bắt đầu cháy ) tốc độ và số lượng bay hơi của nhiên liệu phụ thuộc nhiều vào tính bay hơi của nhiên liệu phun vào động cơ

- Tốc độ bay hơi của nhiên liệu có ảnh hưởng lớn tới tốc độ hình thành hoà khí trong buồng cháy Thời gian hình thành hòa khí của động cơ Diesel cao tốc rất ngắn, do đó đòi hỏi tính bay hơi cao của nhiên liệu

11

- Nhiên liệu có thành phần chưng cất nặng thì khó cháy, kết quả làm tăng muội than, làm tăng nhiệt độ khí xả, tăng tổn thất nhiệt làm giảm hiệu suất và

độ tin cậy hoạt động của động cơ Nhưng nếu thành phần chưng cất nhẹ quá,

sẽ khiến hòa khí khó tự cháy, làm tăng thời gian cháy trễ và khi hòa khí đã bắt đầu tự cháy thì hầu như toàn bộ phần chưng cất nhẹ của nhiên liệu đã phun vào động cơ sẽ bốc cháy tức thời, khiến tốc độ tăng áp suất rất lớn, gây tiếng

nổ thô bạo, không êm

- Mỗi loại buồng cháy của động cơ Diesel có đòi hỏi khác nhau về tính bay hơi của nhiên liệu Các buồng cháy dự bị và xoáy lốc có thể dùng nhiên liệu

có thành phần chưng cất nhẹ

- Riêng động cơ đa nhiên liệu không có yêu cầu gì đặc biệt đối với tính bay hơi của nhiên liệu

* Đánh giá tính tự cháy của nhiên liệu Diesel

Tính tự cháy của hoà khí ( nhiên liệu ) trong buồng cháy là một chỉ tiêu quan trọng của nhiên liệu Diesel Trong động cơ Diesel, nhiên liệu được phun vào buồng cháy ở cuối kì nén, nó không bốc cháy ngay mà phải qua một thời gian chu n bị sau đó mới tự bốc cháy

- Ở nước ta thường dùng dầu Diesel D45 – D48

3 Hỗn hợp công tác của động cơ Diesel

3.1 Khái niệm hỗn hợp công tác của động cơ Diesel

Hỗn hợp công tác của động cơ Diesel là hỗn hợp được hòa trộn giữa không khí có áp suất cao và nhiên liệu Diesel có áp suất cao dưới dạng sương

mù

3.2 Sự hình thành hòa khí trong động cơ Diesel

Nhiên liệu được phun vào xilanh ở cuối kì nén với áp suất cao

-Thời gian hình thành hòa khí ngắn hơn so với ĐC xăng

-Tỉ lệ giữa lượng nhiên liệu & không khí phụ thuộc vào từng chế độ làm việc của ĐC & việc điều chỉnh này do bơm cao áp đảm nhận

4 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống nhiên liệu động cơ diesel 4.1 Hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí

a Sơ đồ cấu tạo chung:

Nhờ bơm chuyển nhiên liệu, nhiên liệu được hút từ thùng nhiên liệu, được lọc

ở bầu lọc thô và tinh rồi đưa tới khoang chứa của bơm cao áp

Cuối kì nén:

Bơm cao áp bơm một lượng nhiên liệu nhất định với áp suất cao vào vòi phun

để phun vào xilanh động cơ.Nhiên liệu hoà trộn với khí nén tạo thành hoà khí rồi tự bốc cháy

4.2 Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail

a Sơ đồ cấu tạo

Hệ thống phun dầu điện tử Common Rail

1 Bơm cao áp

2 Pittông

3 Bơm nạp

4 Van phân phối

5 SCV (van điều khiển hút)

16 (xanh) Dòng nhiên liệu hồi

13

b Nguyên lý làm việc

Bơm cấp hút nhiên liệu ra khỏi bình SCV (van điều khiển hút) sẽ điều khiển lượng nhiên liệu đến bơm nhiên liệu và dẫn dầu đến các piston Các piston nén nhiên liệu chảy qua van phân phối đến ống phân phối Nhiên liệu trong ống phân phối sau đó sẽ được đưa đến các vòi phun để phun vào các xy-lanh Lượng nhiên liệu thừa từ bơm cao áp, ống phân phối, vòi phun và các ống hồi quay trở lại bình nhiên liệu

* Thực hành: Nhận biết các loại hệ thống nhiên liệu động cơ diesel và các

chi tiết, bộ phận của hệ thống

14

Bài 2: HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU ĐỘNG CƠ DIESEL SỬ DỤNG

BƠM CAO ÁP CƠ KHÍ Mục tiêu

- Giải thích được nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại của các bộ phận trên hệ thống nhiên liệu Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí

- Mô tả được cấu tạo và giải thích được nguyên lý làm việc của bơm cao áp, bơm thấp áp, vòi phun cao áp, bầu lọc và các đường ống dẫn trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí

- Phân tích được nguyên nhân hư hỏng và trình bày được phương pháp kiểm tra

hệ thống và các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí

- Kiểm tra, sửa chữa được các hư hỏng của hệ thống và các bộ phận trong hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel sử dụng bơm cao áp cơ khí

- Tích cực, chủ động trong các giờ hoc

- Biết chia sẻ thông tin, tham gia nhiệt tình các hoạt động theo nhóm

- Chấp hành đúng quy trình, quy phạm trong nghề công nghệ ô tô

- Rèn luyện tính kỷ luật, c n thận, tác phong công nghiệp trong công việc

- Có ý thức tự học, tự chu n bị bài theo yêu cầu của giáo viên

b Yêu cầu

- Áp suất nhiên liệu do bơm tạo ra phải lớn hơn áp suất phun của vòi phun

- Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm quy định cho các xy lanh của động cơ

- Điều chỉnh được lượng nhiên liệu cho các xy lanh phù hợp với các chế độ làm việc và lượng nhiên liệu cung cấp phải đồng đều giữa các xy lanh

- Đảm bảo thời điểm bắt đầu phun và kết thúc phun phải chính xác, tránh hiện tượng phun nhỏ giọt

1.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc của một phân bơm

a Sơ đồ cấu tạo

Hai chi tiết chủ yếu của phần tử bơm lắp trong vỏ bơm cao áp là píttông và xy lanh bơm

- Píttông được dẫn động xoay nhờ thanh răng ăn khớp với ống răng

- Bộ van thoát cao áp bao gồm van, đế van và lò xo van bố trí bên trên thân bơm

b Nguyên lý làm việc

Pít tông bơm cao áp PE chuyển

động lên xuống trong xy lanh nhờ vấu

cam bố trí trên trục cam bơm dẫn

động Nếu để thanh răng ở vị trí nhất

định thì pít tông chỉ chuyển động lên

xuống trong xy lanh mà không tự

xoay được Nguyên tắc hoạt động của

bơm cao áp PE tạm chia ra làm ba giai

đoạn: Nạp nhiên liệu vào bơm, bắt

đầu bơm và kết thúc bơm

* Nạp nhiên liệu

Khi cam chưa tác dụng lò xo

kéo pít tông bơm xuống vị trí thấp

nhất hai lỗ nạp N và thoát T mở ra

nhiên liệu tràn vào xy lanh qua hai lỗ

nạp và thoát

* Bắt đầu bơm nhiên liệu

Khi vấu cam tác dụng, đ y con

đội con lăn đi lên tác động píttông đi

lên đến lúc đỉnh pít tông đóng kín hai

cửa N, T là thời điểm bắt đầu bơm áp

suất trong xy lanh bơm tăng lên đ y

van thoát dầu cao áp mở ra, pít tông

tiếp tục đi lên để bơm nhiên liệu đến

vòi phun

* Kết thúc bơm nhiên liệu

Pít tông tiếp tục đi lên cho đến khi rãnh xiên trên pít tông mở lỗ thoát T Lúc này nhiên liệu ở trên đỉnh píttông thông qua rãnh thẳng đứng, qua rãnh xiên, đến rãnh ngang thoát về buồng chứa nhiên liệu trên vỏ bơm cao áp

16

áp suất trong xy lanh bơm giảm nhanh và van thoát cao áp lập tức đóng lại, bơm cao áp kết thúc cung cấp nhiên liệu, vòi phun kết thúc phun, pít tông

bơm vẫn tiếp tục đi lên vị trí cao nhất

1.3 Các phương pháp diều chỉnh lượng phun nhiên liệu

Muốn thay đổi lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ, người ta tìm cách xoay pít tông trong xy lanh bơm Bằng cách dịch chuyển thanh răng để xoay pít tông bơm cho rãnh xiên của nó mở sớm hay mở muộn lỗ thoát dầu T

- Khi ta điều chỉnh thanh răng và vành răng răng thông qua cần ga để xoay pít tông bơm qua trái, rãnh xiên trên đầu pít tông bơm mở lỗ thoát dầu T muộn nhiên liệu bơm đi nhiều, vận tốc trục khủyu động cơ tăng lên

- Khi ta xoay pít tông bơm qua phải rãnh xiên mở lỗ thoát T sớm nhiên liệu bơm đi ít, vận tốc trục khuỷu giảm Có nghĩa là khi giảm ga thời điểm kết thúc bơm sớm hơn khi tăng ga

- Nếu tiếp tục xoay pít tông bơm về tận cùng phía bên phải rãnh đứng ở trên đầu pít tông bơm đối diện với lỗ thoát dầu T, lưu lượng nhiên liệu bơm đi bằng 0, tắt máy

- Thời điểm bắt đầu bơm cố định với mọi vận tốc trục khuỷu, thời điểm kết thúc bơm thay đổi, lượng nhiên liệu cung cấp của bơm chỉ phụ thuộc vào thời điểm kết thúc bơm

b Yêu cầu

- Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ Ví dụ : lúc chạy cầm chừng động cơ quay 500 v/p, khi lên ga tối đa 2000 v/p dầu có tải hay không tải

- Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy

- Phải tự động cúp dầu để tắt máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định

c Phân loại

Trong thực tế bộ điều tốc có rất nhiều loại khác nhau như điều tốc cơ khí (dùng nguyên lý của lực quán tính ly tâm), điều tốc chân không, điều tốc thuỷ lực…

1.4.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

17

a Cấu tạo: Bộ điều tốc hai chế độ dùng trên bơm dãy

Gồm có hai quả văng trượt ngang trên nhánh chữ thập Trong hai quả văng

có lò xo lồng vào trục quả văng, tựa lên ốc điều chỉnh luôn luôn ép hai qủa văng vào gần trục quay Các cần nối dạng L liên kết quả văng với trục di động Trục di động liên kết với tay đòn nhờ con trượt Khớp trượt liên kết với bàn đạp ga thông qua cần dẫn động Bộ điều tốc được gắn ở đầu trục cam bơm dãy cao áp

b Nguyên lý làm việc

- Khi người lái tác động vào bàn đạp ga thì thông qua cơ cấu dẫn động, không trực tiếp tác động vào thanh răng mà phải thông qua các khớp nối trung gian, đồng thời bộ điều tốc cũng tham ra vào việc điều chỉnh thanh răng ứng với mỗi vị trí của chân ga sẽ có một vị trí cân bằng mới của động cơ

- Trong trường hợp mất cân bằng vì một lý do nào đó làm cho tốc độ động cơ giảm, nếu không bổ xung thêm nhiên liệu cho động cơ thì động cơ sẽ chết máy, trong trường hợp này quả văng của bộ điều tốc sẽ “cụp lại” do tốc độ động cơ giảm làm giảm lực quá tính ly tâm vì vậy đ y cơ cấu dẫn động thanh răng về phía tăng mức nhiên liệu (hình a)

- Trong trường hợp động cơ có su hướng tăng tốc độ thì do lực quán tính quả văng sẽ văng ra ngoài thông qua cơ cấu dẫn động sẽ đ y thanh răng về phía giảm nhiên liệu (hình b) Cứ như vậy bộ điều tốc sẽ ổn định tốc độ của động

cơ

1.4.3 Hư hỏng, nguyên nhân và phương pháp kiểm tra sửa chữa điều chỉnh

a Hư hỏng, nguyên nhân

- Mòn chốt và lỗ bạc của cần nối L, đầu tiếp xúc với trục di trượt bị mòn do

ma sát

18

- Khớp trượt và rãnh trượt bị mòn do ma sát, con trượt và và phần trục di động lắp với con trượt bị mòn do ma sát

- Lò xo bị yếu, gẫy do mỏi

b Phương pháp, kiểm tra, sửa chữa và điều chỉnh

- Kiểm tra các bộ phận thường hỏng nêu trên bằng cách đo các kích thước của các bề mặt lắp ghép và xác định khe hở lắp ghép Nếu khe hở lớn quá quy định phải sửa chữa bằng phương pháp sửa chữa theo kích thước sửa chữa như gia công lỗ mới và thay chốt mới phù hợp , Nếu độ dơ lớn, mòn nhiều thì thay mới

- Lò xo yếu, gẫy thay mới

1.5 Cơ cấu tự động điều chỉnh góc phun sớm nhiên liệu

1.5.1 Nhiệm vụ, yêu cầu

- Lực tác động phải đủ lớn thắng sức cản cơ khí của hệ thống truyền động để điều khiển góc phun sớm phù hợp với vận tốc trục khuỷu

1.5.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

a Cấu tạo

Bộ phun sớm gồm có mâm

tiếp động gắn cứng vào đầu

côn của trục cam bơm cao

áp nhờ chốt cavét và đai ốc

Trên mâm tiếp động có gắn

hai trụ đứng A hai quả

văng xoay nhẹ trên các trụ

này Mâm nối chủ động có

hai vấu khớp với vấu của

mâm truyền động từ động

cơ đến Mặt trong mâm có

hai trụ tròn B tỳ vào mặt

cong của hai quả văng Hai

lò xo gối đầu chống vào lỗ

19

của trụ A trên mâm và trụ

B trên mâm và đ y các quả

văng cúp vào Nắp vặn ren

vào mâm và đậy kín các chi

tiết

b Nguyên lý làm việc

Khi động cơ ngừng hoạt động lò xo đ y trụ B trượt lên mặt cong quả văng ép hai quả văng cúp vào Khi động cơ hoạt động, trục cam bơm cao áp quay kéo mâm quay, mâm kéo mâm quay, lực ly tâm của các quả văng lớn hơn sức căng lò xo làm các quả văng bung ra Mặt cong của các quả văng trượt lên lưng cong của trụ B ép lò xo lại làm cho mâm phải dịch tới quay theo chiều quay của trục cam bơm cao áp một góc độ nhất định kéo trục cam bơm cao áp xoay theo để phun dầu sớm hơn

1.5.3 Hư hỏng, nguyên nhân và phương pháp kiểm tra sửa chữa

a Hư hỏng, nguyên nhân

Trong quá trình động cơ hoạt động nếu bộ phun sớm bị hư hỏng sẽ làm thay đổi góc phun sớm nhiên liệu, công suất động cơ giảm

- Hiện tượng khi động cơ làm việc bộ phun sớm điều khiển không đúng góc

độ phun sớm, công suất động cơ giảm

- Nguyên nhân

+ Do mòn, nứt, gãy khớp truyền động

+ Chờn ren các đai ốc hãm

+ Các lò xo giảm tính đàn hồi

+ Nứt, vỡ quả văng của bộ phun sớm

b Phương pháp kiểm tra và sửa chưa

* Sửa chữa đĩa chủ động

- Hư hỏng và kiểm tra

+ Hư hỏng mâm nối chủ động, nắp đậy bị nứt, vỡ chờn hỏng lỗ ren + Kiểm tra quan sát bằng mắt hoặc dùng kính lúp quan sát vết nứt, chờn hỏng lỗ ren

- Sửa chữa

+ Mâm nối chủ động và nắp đậy bị nứt, vỡ hàn đắp, sau đó sửa nguội Các lỗ ren bị chờn, hỏng ren thì tiến hành ta rô lại ren có kích thước lớn hơn, thay vít mới

* Sửa chữa đĩa bị động

- Hư hỏng và kiểm tra

+ Hư hỏng đĩa bị động bị nứt, vỡ

* Sửa chữa lò xo bộ phun sớm và các đệm kín

- Hư hỏng và kiểm tra

+ Hư hỏng lò xo bộ phun sớm bị giảm tính đàn hồi, các đệm kín đứt, hỏng, vít hãm bị chờn hỏng ren

+ Kiểm tra lò xo bộ phun sớm bị giảm tính đàn hồi dùng thiết bị chuyên dùng đo chiều dài tự do của lò xo rồi so sánh với chiều dài tiêu chu n Nếu chiều dài tự do giảm nhỏ hơn 2 mm phải sửa chữa Các đệm kín bị hỏng, vít hãm chờn ren, kiểm tra quan sát bằng mắt

- Sửa chữa

+ Lò xo bộ phun sớm giảm tính đàn hồi thêm đệm hoặc thay lò xo mới đúng loại Các đệm kín bị hỏng thay đệm mới Vít hãm chờn hỏng ren thay mới đúng loại

* Sửa chữa chốt và các quả văng

- Hư hỏng và kiểm tra

+ Hư hỏng các chốt trên mâm tiếp động bị mòn, quả văng bị nứt, vỡ

+ Kiểm tra dùng pan me đo kiểm tra độ mòn của các chốt rồi so sánh với độ mòn cho phép

+ Quả văng bị nứt, vỡ kiểm tra bằng mắt thường

bộ đôi siêu chính xác.có các yêu cầu kỹ thuật như:

Độ ô van thân piston và xi lanh bằng 0,0005  0,001 mm

Độ côn từ 0,001  0,002 mm trên suốt chiều dài đồng thời phải đúng

hướng côn cho phép ( piston trên to dưới nhỏ và xi lanh trên nhỏ dưới to )

Độ bóng Rz xấp xỉ 0,05 m

21

Khe hở lắp ghép gữa piston và xi lanh từ 0,001  0,002 mm

- Trong quá trình làm việc hư hỏng của các chi tiết bơm thường gặp là:

+ Piston và xi lanh bị mòn không đều do ma sát làm tăng khe hở lắp ghép khiến bộ đôi không làm việc được Thực tế khi khe gở lắp ghép tăng tới 0,008 mm thì bộ đôi không làm việc được nữa Piston mòn chủ yếu ở gờ đỉnh

và bề mặt rãnh chéo của vùng cung cấp nhiên liệu không tải ngay cạnh lỗ dầu biến cạnh sắc thành cạnh tròn, còn xi lanh mòn nhiều ở bề mặt quanh lỗ dầu

và phía trên mòn nhiều hơn do khu vực này thường xuyên tiếp xúc với dòng nhiên liệu vào, ra khỏi bộ đôi Những hạt mài có trong nhiên liệu kẹt lại ở đây tạo ra các vết cào xước làm bề mặt bị mờ đục có thể quan sát thấy rất rõ Hình 9.410.a biểu diễn sự mài mòn của các chi tiết piston và xi lanh có các lỗ nạp dầu và thoát dầu của một cặp bộ đôi bơm cao áp

+ Sự hao mòn làm chậm thời điểm phun, làm tăng lượng rò rỉ nhiên liệu mặt khác do tình trạng hao mòn không đồng đều giữa các nhánh bơm làm tăng độ cung cấp không không đồng đều nhiên liệu giữa các xi lanh, nhất là ở tốc độ thấp

+ Van cao áp ( van triệt hồi ) cũng là một cặp bộ đôi được chế tạo chính xác thường bị mài mòn mặt côn đậy kín, mòn vành trụ giảm áp, mòn phần đuôi dẫn hướtrục, mòn đế van và lỗ dẫn hướng do ma sát, va đập và xói mòn của dòng nhiên liệu có áp suất cao, có lẫn tạp chất cơ học, trong quá trình van làm việc

+ Vành răng, thanh răng bị mòn hay bị kẹt gây khó khân trong quá trình điều chỉnh lượng nhiên liệu

+ Lò xo hồi vị giảm đàn tính do bị mỏi vì làm việc lâu ngày

+ Các vấu cam, con đội mòn do ma sát, làm thay đổi thời điển phun nhiên liệu

+ Các chi tiết của bộ điều tốc hao mòn do ma sát, va đập làm động cơ hoạt động không ổn định

Chú ý: còn có nhiều phương pháp kiển tra độ kín của cặp piston, xi lanh

bơm cao áp như: kiểm tra theo độ kín thuỷ tĩnh, kiểm tra bằng khí nén, kiểm tra bằng dụng cụ kiểm tra thuỷ lực động …

- Sửa chữa:

Nếu mòn nhẹ thì có thể chọn lắp theo bộ đôi để dùng lại

Nếu mòn nặng thì mạ crôm rồi chọn lắp cho thích hợp hoặc thay mới

Rửa sạch piston và xi lanh bằng dầu Diêzen

Lắp piston vào xi lanh không quá 1/3 chiều dài của xi lanh

Có thể kiểm tra độ kín của van theo kinh nhiệm: rửa sạch van và đế van rồi lật ngược lên, phía dưới lót một tấm bìa, đổ xăng hoặc dầu điêzen vào thân van nếu không thấy rò rỉ nhiên liệu xuống tấm bìa là van kín

- Sửa chữa:

Lò xo van yếu thay mới

Mặt côn mòn ít, đóng không kín, rà lại cùng với ổ đặt, sau khi rà kiểm tra lại độ kín, nếu không đạt thay mới

Vành trụ giảm áp bị mòn khắc phục bằng mạ crôm rồi rà với bệ van hoặc thay mới cả cụm van

2 Bơm cao áp phân phối (bơm VE)

2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu

a Nhiệm vụ

Bơm cao áp là thiết bị dùng để cung cấp nhiên liệu có áp suất cao vào vòi phun để phun vào xi lanh của động cơ hoà trộn với không khí thực hiện quá trình cháy, giãn nở và sinh công có ích

b Yêu cầu

- Áp suất nhiên liệu do bơm tạo ra phải lớn hơn áp suất phun của vòi phun

- Cung cấp nhiên liệu đúng thời điểm quy định cho các xy lanh của động cơ

- Điều chỉnh được lượng nhiên liệu cho các xy lanh phù hợp với các chế độ làm việc và lượng nhiên liệu cung cấp phải đồng đều giữa các xy lanh

- Đảm bảo thời điểm bắt đầu phun và kết thúc phun phải chính xác, tránh hiện tượng phun nhỏ giọt

2.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

- Tại đầu bơm phân phối có bộ tắt máy bằng điện, van phân phối và các ống van phân phối

- Bộ điều chỉnh tốc độ li tâm (bộ điều tốc) được cấu tạo bởi các má văng và

hệ thống tay đòn điều chỉnh cùng van trượt (vòng điều chỉnh)

- Phía dưới bơm có bộ điều chỉnh phun sớm bằng áp suất thủy lực

- Phía trên có tay đòn điều chỉnh số vòng quay và hai vít điều chỉnh không tải, điều chỉnh số vòng quay định mức

- Bơm cao áp phân phối (bơm VE) chỉ có một cặp pít tông xy lanh cung cấp nhiên liệu cho tất cả các xy lanh của động cơ, cho dù động cơ có bao nhiêu xy lanh

- Pít tông bơm vừa lên xuống vừa xoay tròn để nạp nhiên liệu, bơm nhiên liệu

và phân phối nhiên liệu Trong một vòng quay số lần pít tông bơm đi xuống

để nạp nhiên liệu, đi lên bơm nhiên liệu bằng số xy lanh động cơ

- Trục bơm cao áp được dẫn động từ trục khuỷu của động cơ Đĩa cam 8 được lắp bằng khớp chữ thập với trục bơm, khi quay đĩa cam luôn tỳ sát lên đĩa con lăn dưới tác dụng của các lò xo Do đó đĩa cam vừa xoay vừa tịnh tiến lên

b Nguyên lý làm việc

- Trục chủ động sẽ dẫn động đồng thời bơm cung cấp, đĩa cam và piston bơm Chuyển động tịnh tiến của piston được thực hiện bởi các vấu cam khi nó đội lên con lăn Khi rãnh dầu vào của piston trùng với lỗ dầu vào trên thân bơm thì dầu được hút vào trong buồng áp suất Sau đó piston tiếp tục vừa chuyển tịnh tiến vừa chuyển động quay sẽ đóng lỗ dầu vào

- Khi rãnh dầu ra trên piston trùng với lỗ dầu ra trên thân bơm và áp suất trong buồng áp suất lớn hơn áp suất dư trên đừờng ống cao áp cộng với lực căng của lò xo van phân phối sẽ mở để dầu theo đường cao áp tới vòi phun và phun vào xi lanh động cơ

- Khi cửa cắt nhiên liệu trên piston trùng với bề mặt vành điều khiển thì việc phun nhiên liệu sẽ kết thúc Do lúc này nhiên liệu trong buồng áp suất sẽ theo cửa xả quay trở lại khoang dầu trong thân bơm nên áp suất của nó sẽ giảm không thăng đựơc áp suất dư trên đường cao áp cộng với lực căng của lò xo van triệt hồi

- Thân bơm chỉ có một rãnh dầu vào nhưng có số cửa dầu ra bằng với số xilanh của động cơ Tuy nhiên mặc dù piston có số rãnh dầu ra bằng với số xilanh của động cơ nhưng chỉ có một rãnh cân bằng

2.3 Bộ điều tốc

2.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

26

a Nhiệm vụ

Điều hòa tốc độ động cơ dù có tải hay không có tải (giữ vững một tốc độ trong phạm vi cho phép tùy theo loại) có nghĩa là lúc có tải : kéo, nâng, ủi, phát điện … hoặc không tải đều phải giữ một tốc độ động cơ trong lúc cần ga đứng yên

b Yêu cầu

- Đáp ứng được mọi vận tốc theo yêu cầu của động cơ Ví dụ : lúc chạy cầm chừng động cơ quay 500 v/p, khi lên ga tối đa 2000 v/p dầu có tải hay không tải

- Phải giới hạn được mức tải để tránh gây hư hỏng máy

- Phải tự động cúp dầu để tắt máy khi số vòng quay vượt quá mức ấn định

c Phân loại

Trong thực tế bộ điều tốc có rất nhiều loại khác nhau như điều tốc cơ khí (dùng nguyên lý của lực quán tính ly tâm), điều tốc chân không, điều tốc thuỷ lực…

2.3.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

a Cấu tạo: Bộ điều tốc cơ năng li tâm dùng trên bơm VE

2.3.3 Hư hỏng, nguyên nhân, phương pháp kiểm tra sửa chữa

a Hư hỏng, nguyên nhân

- Mòn ở các chốt quay của các cần điều khiển do ma sát

- Mòn đầu tỳ, vấu gờ của bạc trượt và chỗ lõm lắp vấu gờ này trên quả văng

do ma sát

- Mòn đỉnh nhọn của quả văng tỳ vào vỏ bao bộ điều tốc do ma sát

- Mòn cặp bánh răng truyền động bộ điều tốc do ma sát

- Các lò xo bị giảm tính đàn hồi hoặc gẫy do mỏi

Tác hại: Các hư hỏng trên làm bộ điều tốc làm việc không nhạy, điều chỉnh

lượng nhiên liệu phun không chính xác và gây tiếng ồn khi hoạt động

b Phương pháp, kiểm tra, sửa chữa

- Kiểm tra các bộ phận thường hỏng nêu trên bằng cách đo các kich thước của các bề mặt lắp ghép và xác định khe hở lắp ghép

- Nếu khe hở lớn quá quy định phải sửa chữa bằng phương pháp sửa chữa theo kích thước sửa chữa như gia công lỗ mới và thay chốt mới phù hợp ,

- Nếu độ dơ lớn, mòn nhiều thì thay mới

- Nếu các chi tiết vượt quá quy định phải thay mới, để đảm bảo bộ điều tốc làm việc điều chỉnh lượng nhiên liệu ch n xác và có độ nhạy cao

- Nếu lò xo yếu, gẫy thay mới

- Bộ điều tốc được bảo dưỡng theo định kỳ bảo dưỡng máy hoặc khi thấy động cơ làm việc không bình thường thì cần phải kiểm tra bảo dưỡng, sửa chữa

28

2.4 Cơ cấu tự động điều chỉnh góc phun sớm

2.4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu

a Nhiệm vụ

Bộ phun sớm có nhiệm vụ tự động điều khiển góc độ phun dầu sớm của bơm

cao áp khi vận tốc trục khuỷu động cơ thay đổi

b Yêu cầu

- Bộ phun sớm phải hoạt động linh hoạt, nhạy và êm để tự động điều khiển

góc phun sớm nhiên liệu phù hợp với vận tốc trục khuỷu của động cơ, đảm

bảo cho động cơ phát huy được công suất tối đa

- Lực tác động phải đủ lớn thắng sức cản cơ khí của hệ thống truyền động để

điều khiển góc phun sớm phù hợp với vận tốc trục khuỷu

2.4.2 Cấu tạo, nguyên lý làm việc

a Cấu tạo

Cơ cấu điều khiển phun sớm

được lắp bên dưới bơm Bên

trong cơ cấu có một piston,

khoang bên trái piston có

một lò xo hồi, khoang bên

phải có đường nhiên liệu nối

với khoang nhiên liệu trong

bơn Piston được nối với giá

đỡ con lăn bằng một chốt

trượt

b Nguyên lý làm việc

Khi số vòng quay của động cơ tăng,

lượng nhiên liệu bơm thấp áp cung

cấp tăng, làm áp suất dầu thấp áp

tăng đ y piston sang trái, thông qua

chốt trượt đ y đĩa con lăn xoay đi

một góc ngược chiều quay của đĩa

cam, làm tăng góc phun sớm Khi số

vòng quay động cơ giảm, áp suất dầu

thấp áp giảm, lò xo đ y piston sang

phải, đĩa con lăn xoay một góc cùng

chiều quay của đĩa cam làm giảm

góc phun dầu sớm

29

2.5 Hư hỏng, nguyên nhân, phương pháp kiểm tra sửa chữa bơm cao áp phân phối VE

a Hư hỏng

- Thường có những hư hỏng sau:

+ Mòn cặp piston, xi lanh và van tiết lưu do ma sát giữa các bề mặt làm việc

+ Mòn vấu cam và các con lăn của vòng con lăn do ma sát

+ Các lò xo hồi vị của bơm và van cao áp bị giảm đàn tính do mỏi + Van cao áp bị mòn do ma sát, va đập và xói mòn của dòng nhiên liệu

có áp suất cao

+ Van điện từ tắt máy bị cháy hỏng hoặc đóng không kín

- Các hư hỏng trên làm thay đổi thời điểm phun nhiên liệu, giảm lưu lượng cung cấp hoặc không cung cấp được nhiên liệu khi hao mòn của piston và xi lanh quá lớn hoặc van cắt nhiên liệu bị cháy hỏng ( van không mở )

b Kiểm tra, sửa chữa

- Kiểm tra piston bơm, van tiết lưu, và nắp phân phối

Nghiêng nhẹ van tiết lưu ( hoặc nắp phân phối) và kéo piston ra Khi thả tay piston phải đi xuống êm vào trong van tiết lưu ( hoặc nắp phân phối ) bằng trọng lượng bản thân

Xoay piston và lặp lại phép thử ở nhiều vị trí khác nhau Nếu piston

bị kẹt ở bất kỳ vị trí nào thì thay cả cụm chi tiết

Lắp chốt cầu nối bộ điều tốc vào van tiết lưu và kiểm tra nó di chuyển êm, không có độ rơ

- Kiểm tra vòng lăn và các con lăn: Dùng đồng hồ so đo chiều cao của các con

lăn: Sai số chiều cao con lăn ≤ 0,02 mm, nếu sự chênh lệch này lớn hơn tiêu

chu n thay bộ vòng lăn và các con lăn

- Đo chiều dài lò xo: Dùng thước cặp đo chiều dài tự do của lò xo

Lò xo van cao áp: 4,4 mm

Lò xo piston: 30,0 mm

Lò xo khớp : 16,6 mm

Lò xo ống xếp có khí: 30,0 mm

- Kiểm tra van tắt máy ( van cắt nhiên liệu):

Nối thân van vào các cực ắc quy

Khi van được nối và cắt khỏi ắc quy phải nghe thấy tiếng kêu

- Nếu van hoạt động không như tiêu chu n thì thay mới

30

3 Bơm thấp áp

3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

a Nhiệm vụ

Hút nhiên liệu từ thùng chứa cung cấp nhiên liệu vào khoang nhiên liệu thấp

áp của bơm cao áp với một áp suất ổn định nhất định

b Yêu cầu

- Lượng nhiên liệu đảm bảo cho hệ thống làm việc

- Cung cấp với áp suất ổn định

- Ngừng cung cấp khi lượng nhiên liệu đã đảm bảo

c Phân loại

Hệ thống nhiên liệu Diesel thường sử dụng một trong các loại bơm nhiên liệu sau:

3.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc

a Cấu tạo: Bơm thấp áp kiểu piston

1- Cam 2- Con lăn 3- Con đội 4- Lò xo 5- Ti đẩy 6- Cửa đẩy 7- Van đẩy 8- Lò xo 9- Bi chặn 10- Piston bơm tay 11- Xi lanh bơm tay

12- Tay bơm 13- Lò xo 14- Van hút 15- Cửa hút 16- Lò xo 17- Piston A- Khoang hút B- Khoang đẩy